课件-2018-2019版物理新导学笔记选修3-4第十三章--3.pptx

2018-2019版物理新导学笔记选修3-4第十三章-3,知识内容,光的干涉,考试要求,c,课时要求,1.,知道杨氏双缝干涉实验，以及该实验对认识光的本性的意义,.,2,.,知道光的干涉条件，知道杨氏双缝干涉实验设计的巧妙之处,.,3,.,了解干涉条纹的特点，理解亮、暗条纹产生的条件,.,内容索引,知识探究,新知探究 点点落空,题型探究,重点难点 各个击破,达标检测,检测评价 达标过关,知识探究,如图,1,为双缝干涉的示意图，单缝发出的单色光投射到相距很近的两条狭缝,S,1,和,S,2,上，狭缝就成了两个波源，发出的光向右传播，在后面的屏上观察光的干涉情况,.,在屏幕上观察到什么现象？两条狭缝起什么作用？,一、杨氏干涉实验,答案,屏幕上出现明暗相间、等间距的条纹,.,光线照到两狭缝上，两狭缝成为振动情况完全相同的光源,.,答案,导学探究,图,1,对双缝干涉的认识,1.1801,年，英国,物理学家,成功,地观察到了光的干涉现象，人们开始认识到光,具有,.,2.,杨氏双缝干涉实验：,(1),双缝干涉的装置示意图,实验装置如图,2,所示，有光源、单缝、双缝和光屏,.,知识梳理,图,2,托马斯,杨,波动性,(2),单缝的作用：获得一个线光源，使光源有唯一,的,和,振动情况,.,也可用激光直接照射双缝,.,(3),双缝的作用：将一束光分成两束频率相同且振动情况完全一致的相干光,.,频率,3.,光产生干涉的条件：两束光,的,相同,、相位差恒定、振动方向相同,.,杨氏双缝干涉实验是靠,“,一分为二,”,的方法获得两个相干光源的,.,4.,干涉图样：,(1),若用单色光做光源，干涉条纹,是,的,的,条纹,.,(2),若用白光做光源，干涉条纹,是,条纹,，且中央条纹是白色的,.,5.,证明了光是一,种,.,频率,等间距,明暗相间,彩色,波,二、条纹形成条件,(1),若屏上某点是两列光波的波峰与波峰相遇，该点的振动是加强还是减弱？若屏上某点是两列光波的波峰与波谷相遇，该点的振动是加强还是减弱？,答案,波峰与波峰相遇，振动加强；波峰与波谷相遇，振动减弱,.,答案,导学探究,答案,红光的条纹间距最宽，紫光的条纹间距最窄,.,屏幕离双缝越远，条纹间距越大,.,双缝间距越大，条纹间距越小,.,双缝干涉条纹的间距与光的波长、双缝到屏的距离及双缝间距有关,.,(2),如图,3,所示是几种单色光的双缝干涉图样，请问用不同颜色的光做干涉实验时干涉图样有什么不同？如果将屏幕远离双缝移动，条纹间距如何变化？改变双缝间的距离，条纹间距如何变化？说明双缝干涉条纹的间距与哪些因素有关,.,答案,图,3,产生亮、暗条纹的条件及条纹间距,1.,如图,4,所示，设屏上的一点,P,到双缝的距离分别为,r,1,和,r,2,，路程差,r,r,2,r,1,.,知识梳理,图,4,(1),若满足路程差为波长的整数倍，即,r,(,其中,k,0,1,2,3,，,),，则出现亮条纹,.,(2),若满足路程差为半波长的奇数倍，即,r,(,其中,k,0,1,2,3,，,),，则出现暗条纹,.,k,2.,双缝干涉实验时，屏幕上相邻亮条纹和相邻暗条纹是等间距的，这个间距与光的波长、屏幕到双缝的距离和双缝的间距有关,.,波长越长，屏幕到双缝的距离越大，双缝的间距越小，干涉条纹的间距越宽,.,判断下列说法的正误,.,(1),在光的双缝干涉实验中，不需要单缝也能完成该实验,.(,),(2),频率不同的两列光波也能产生干涉现象，只是不稳定,.(,),(3),两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的整数倍时出现亮条纹,.(,),(4),两个完全相同的相干光源做双缝干涉实验时，从两个狭缝到达屏上的路程差是光波长的奇数倍时出现暗条纹,.(,),即学即用,答案,题型探究,一、杨氏干涉实验,双缝干涉图样的特点：,(1),单色光的干涉图样：干涉条纹是等间距的明暗相间的条纹,.,(2),白光的干涉图样：中央条纹是白色的，两侧干涉条纹是彩色条纹,.,这是因为：各种色光都能形成明暗相间的条纹，都在中央条纹处形成亮条纹，从而复合成白色条纹,.,两侧条纹间距与各色光的波长成正比，条纹不能完全重合，这样便形成了彩色干涉条纹,.,例,1,一束白光通过双缝后在屏上观察到干涉条纹，除中央白色条纹外，两侧还有彩色条纹，其原因,是,A.,各色光的波长不同，因而各色光分别产生的干涉条纹间距不同,B.,各色光的速度不同，造成条纹的间距不同,C.,各色光的强度不同，造成条纹的间距不同,D.,各色光通过双缝到达一确定点的距离不同,答案,解析,解析,各色光的频率不同、波长不同，在屏上得到的干涉条纹的宽度不同，叠加后得到彩色条纹,.,解析,分别用红色滤光片和绿色滤光片挡住两条缝后，红光和绿光频率不相等，不能发生干涉，因此屏上不会出现干涉条纹，但屏上仍会有光亮，故选,C.,针对训练,1,在双缝干涉实验中，以白光为光源，在屏上观察到彩色干涉条纹,.,若在双缝中的一缝前放一红色滤光片,(,只能透过红光,),，另一缝前放一绿色滤光片,(,只能透过绿光,),，已知红光与绿光频率、波长均不相等，,这时,A.,只有红色和绿色的双缝干涉条纹，其他颜色的双缝干涉条纹消失,B.,有除红色、绿色外的其他颜色的双缝干涉条纹,C.,任何颜色的双缝干涉条纹都不存在，但屏上仍有光亮,D.,屏上无任何光亮,答案,解析,二、决定条纹间距的条件,分析双缝干涉中亮、暗条纹问题的步骤：,(1),由题设情况根据,真,n,介,，求得光在真空,(,或空气,),中的波长,.,(2),由屏上出现亮、暗条纹的条件判断光屏上出现的是亮条纹还是暗条纹,.,(3),根据亮条纹的判断式,r,k,(,k,0,1,2,),或暗条纹的判断式,r,(2,k,1,),(,k,0,1,2,),，判断出,k,的取值，从而判断条纹亮、暗情况,.,例,2,关于双缝干涉条纹，以下说法中正确的,是,A.,用同一单色光做双缝干涉实验，能观察到明暗相间的单色条纹,B.,用同一单色光经双缝干涉后的亮条纹距两缝的距离之差为该单色光波,长,的,整数倍,C.,用同一单色光经双缝干涉后的亮条纹距两缝的距离之差一定为该,单色光,波长,的奇数倍,D.,用同一单色光经双缝干涉后的暗条纹距两缝的距离之差一定为该,单色光,半波,长的奇数倍,答案,解析,解析,同一单色光的双缝干涉条纹为明暗相间的单色条纹，选项,A,正确,；,路程,差,r,k,(,k,0,1,2,3,，,),时，为亮条纹，选项,B,正确，,C,错误；,解析,本实验中单缝,S,的作用是形成频率一定的线光源,，双,缝,S,1,、,S,2,的作用是形成相干光源，稍微移动,S,后，没有改变传到双缝的光的频率，,S,1,、,S,2,射出的仍是相干光，由单缝,S,发出的光到达屏上,P,点下方某点的路程差为零，故中央亮条纹略向下移，,D,正确,.,A.,不再产生干涉条纹,B.,仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹,P,的位置不变,C.,仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹,P,的位置略向上移,D.,仍可产生干涉条纹，其中央亮条纹,P,的位置略向下,移,针对训练,2,(2018,嵊州高二检测,),如图,5,所示，在双缝干涉实验中，若单缝,S,从双缝,S,1,、,S,2,的中央对称轴位置处稍微向上移动，则,答案,解析,图,5,达标检测,1,2,3,4,1.,(,杨氏双缝干涉实验,),在杨氏双缝干涉实验中，,如果,A.,用白光作为光源，屏上将呈现黑白相间的条纹,B.,用红光作为光源，屏上将呈现红黑相间的条纹,C.,若仅将入射光由红光改为紫光，则条纹间距一定变大,D.,用红光照射一条狭缝，用紫光照射另一条狭缝，屏上将呈现彩色条纹,答案,解析,解析,用白光做杨氏双缝干涉实验，屏上将呈现彩色条纹，,A,错,；,用,红光作为光源，屏上将呈现红色亮条纹与暗条纹,(,即黑条纹,),相间，,B,对,；,若,仅将入射光由红光改为紫光，波长变小，条纹间距变小，,C,错,；,红光,和紫光频率不同，不能产生干涉条纹，,D,错,.,A.,丙图可能为用红光实验产生的条纹，,表明红光,波长较长,B.,丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较长,C.,丙图可能为用紫光实验产生的条纹，表明紫光波长较短,D.,丙图可能为用红光实验产生的条纹，表明红光波长较短,1,2,3,4,2.,(,决定条纹间距的条件,),如图,6,甲所示为双,缝干涉,实验,的装置示意图,.,图乙为用绿光进行,实,验,时，,在,屏,上观察到的条纹情况，,a,为中央,亮条纹,，丙图,为,换,用另一颜色的单色光做实验,时观察,到的条纹情况,，,a,为中央亮条纹,.,若已知红光、绿光和紫光的,波长大小,关系为红光的波长最长，紫光的波长最短，则以下说法正确的是,图,6,解析,由题图可知，丙图中相邻亮条纹间距大于乙图中相邻亮条纹间距，说明丙图中所用单色光的波长较长，,A,正确,.,答案,解析,1,2,3,4,3.,(,亮、暗条纹的判断,),如图,7,所示，用单色光做双缝干涉实验，,P,处为第二条暗条纹，改用频率较低的单色光重做上述实验,(,其他条件不变,),，则同侧第二条暗条纹的位置,A.,仍在,P,处,B.,在,P,点上方,C.,在,P,点下方,D.,要将屏向双缝方向移近一些才能看到,答案,解析,图,7,1,2,3,4,A.,若仅将像屏向左平移一小段距离，屏上的,干涉条纹,将,变得不清晰,B.,若仅将像屏向右平移一小段距离，屏上仍有清晰,的,干涉条纹,1,2,3,4,4.,(,亮、暗条纹的判断,),双缝干涉实验装置如图,8,所示，双缝间的距离为,d,，双缝到像屏的距离为,l,，调整实验装置使得像屏上可以看到清晰的干涉条纹,.,关于干涉条纹的情况，下列叙述正确的是,答案,解析,图,8,C,.,若仅将双缝间距离减小，像屏上的两个相邻亮条纹间的距离变小,D.,若仅将双缝间距离减小，像屏上的两个相邻暗条纹间的距离变大,1,2,3,4,解析,双缝到像屏的距离不影响干涉条纹的清晰程度，,A,错，,B,对,；,仅,将双缝间距减小，像屏上的两个相邻亮条纹或暗条纹间的距离变大，,C,错，,D,对,.,